地震に強い家をつくるには木構造の基本とともにプレカットや現場の実情を踏まえた設計が必要だ。耐震性能の要である耐力壁と水平構面、基礎に関する基礎知識について、豊富な現場経験をもつ松本建築構造設計事務所(埼玉県日高市)の松本浩二氏を取材した。
耐力壁① 係数から壁量をイメージ
◉壁量計算は「存在壁量≧必要壁量」と確認する簡易計算法だ。存在壁量は「実際に配置する耐力壁の量」、必要壁量は「地震力と風圧力に耐えるのに必要な耐力壁の量」を示す
◉地震力は床面積、風圧力には2方向の見付け面積で必要な壁量が決まる。ここでは地震力に絞ってポイントを説明する
◉地震力に対する必要壁量の算出には係数を用いる。床面積(m2)に係数を掛けた数字が必要な壁量(cm)となる。この係数は軽い屋根と重い屋根で分けられ、建物の階数によっても変わる【下図】
◉係数は各階の必要壁量の比率でもある。たとえば軽い屋根の2階建ての2階の必要耐力壁は1階の約半分。1階よりも2階のほうが開放的な空間をつくりやすく、平屋はさらに開放的にできることが分かる【下図】
耐力壁② 必要壁量は重さと高さで決まる
◉建物重量が増すほど揺れは大きくなる。そのため2・3階建ては下階になるほど係数は大きくなる。逆に平屋は係数が小さく、壁が少なくて済む。平屋ブームは開放的なプランによるところも大きい
➡同様に建物高さが増すほど揺れは大きくなる。同じ屋根荷重でも最上階の係数は階数が高いほど大きくなる
◉各階の壁量がイメージできると、3階建ての1階は壁がかなり多くなるからLDKは2階のほうがよいなどとプランの検討にも役立つ
◉耐震等級3の建物は壁量が増えることもあり、一般的には風圧力より地震力の必要壁量が多くなる。例外なのが狭小敷地の3階建てのように細長い建物だ
◉この種の建物は床面積に対して風を受ける外壁面積が大きいので、耐震等級3であっても風圧力の必要壁量が勝る場合がある
◉なお、耐震等級2・3の検討に用いる許容応力度設計法では建物高さと重さから地震力を計算して必要な壁量を算出する。簡易計算である壁量計算より実態に近い耐震性能が検証できる
➡耐震等級2・3では基礎や水平構面に関しても詳細に検討するほか、不安定な建物形状の安全性の検討も行う
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